汽车使用性能与检测-教案-项目02 汽车动力性试验

项目二 汽车动力性试验

一、 教学目标

对汽车底盘测功机结构认知的基础上，对汽车动力性进行检测，主要运用双滚筒式底盘测功机检测汽车最高车速检测、加速性能检测、滑行性能检测、爬坡性能检测、发动机输出功率检测、底盘输出功率检测。并对测量的结果进行记录、分析。 二、课时分配

本项目共1个任务，安排2课时。 三、教学重点

能正确的利用台架检测汽车最高车速。能正确的利用台架检测汽车加速性能。能正确的利用台架检测汽车滑行性能。能正确的利用台架检测汽车爬坡性能。能正确的利用台架检测汽车输出功率。能正确的利用台架检测汽车底盘输出功率。 四、教学难点

能正确的利用台架检测汽车最高车速。能正确的利用台架检测汽车加速性能。能正确的利用台架检测汽车滑行性能。能正确的利用台架检测汽车爬坡性能。能正确的利用台架检测汽车输出功率。能正确的利用台架检测汽车底盘输出功率。 五、教学内容

一、汽车动力性评价指标 1、汽车加速性

汽车加速性表示汽车的加速能力，通常用汽车加速时间或加速距离表述。它对汽车平均行驶速度影响很大。 （1）加速时间

加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。 （2）加速距离

加速距离也分为原地起步加速距离和超车加速距离。 2、最高车速

最高车速，是指汽车在平直的良好道路（混凝土或柏油）上所能达到的平均最高行驶车速。

3、汽车上坡能力 二、汽车行驶原理 1、汽车驱动力

汽车驱动力Ft是发动机曲轴输出转矩经离合器、变速器（包括分动器）、传动轴、主减速器、差速器、半轴（及轮边减速器）传递至车轮作用于路面的力（图）。

2、汽车行驶阻力

汽车行驶阻力=滚动阻力Ff+空气阻力Fw+坡道阻力Fi+加速阻力Fj （1）滚动阻力Ff

滚动阻力是当车轮在路面上滚动时，两者之间相互作用力以及相应的轮胎和支承面变形所产生的能量损失的总称。

影响滚动阻力的因素：

①轮胎的结构、帘线、花纹及橡胶品种。胎面花纹越粗滚动阻力越大，F1比赛为了减少滚动阻力通常采用无花纹或花纹很少的轮胎,下雨天才采用有花纹的轮胎，如图。

① 轮胎气压。

② ③路面的种类和状况。 ④行车速度。 2、空气阻力Fw

汽车在空气介质中行驶时，受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力（如图示）。空气阻力包括摩擦阻力和压力阻力两大部分。

（1）摩擦阻力

摩擦阻力是由于空气的黏性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。摩擦阻力是由于当气流流过车身时，因粘性的作用，空气微团与车身表面发生摩擦而阻碍了气体的流动而形成的。

（2）压力阻力

压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。它包括下列4部分：

① 形状阻力。 ② 干扰阻力。 ③ 诱导阻力。 ④ 内循环阻力。

以上几种阻力在一般轿车上的所占比例如表：

3、坡道阻力Fi

汽车上坡时，其重力在平行于路面方向的分力与汽车前进方向相反，称为坡道阻力（图）。

4、加速阻力Fj

汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为加速阻力。加速时平移质量产生平移惯性力，旋转质量产生旋转惯性力偶矩（图）。

三、汽车行驶的驱动条件与附着条件

1、汽车行驶的驱动条件

汽车正常行驶时驱动力必然与各行驶阻力相平衡（图）。

式中：Ft为汽车的驱动力。Ff为汽车滚动阻力。Fi为汽车的坡道阻力。Fw为空气阻力。

汽车能够行驶其驱动力必须大于或等于由滚动阻力、空气阻力和坡道阻力组成的汽车阻力。

2、汽车的驱动附着条件

汽车动力性分析是从汽车最大程度发挥其驱动能力出发，要求汽车有足够的驱动力，以便汽车能够充分地加速、爬坡和实现最高车速。实际上，轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力Ft超过某值（附着力F时，车轮就会滑转。

）

附着力F的计算式为 F=Fz

式中：Fz为接触面对车轮的法向反作用力；为滑动附着系数（通常良好路面的达0.80～1.0,而结冰路面仅为0.1～0.25），影响附着系数主要有路面的种类与状况、轮胎的结构和气压以及其他一些使用因素。

四、影响汽车动力性的主要因素 1、发动机性能

发动机功率愈大，汽车的动力性越好。设计中发动机最大功率的选择必须保证汽车预期的最高车速。

2、传动系的参数

传动系机械效率和变速器的挡数对汽车动力性有较大影响。

发动机的动力在传送过程中必然存在损失，动力损失越小，发动机有效功率就会更多地转变为驱动功率，说明传动系机械效率越高，汽车动力性好。

五、汽车底盘测功机的结构 1、底盘测功机的结构

底盘测功机是用于测量汽车驱动轮输出功率、扭矩和转速的专用计量设备。 底盘测功机是一种不解体检验汽车性能的检测设备，它是通过在室内台架上模拟汽车道路行驶工况的方法来检测汽车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车在负载条件下出现的故障等。底盘测功机分为两类，单滚筒底盘测功机和双滚筒式底盘测功机。

拓展知识

进行路试检测汽车动力性 1、道路试验的主要仪器设备 （1）第五轮仪

第五轮仪主要用来在机动车辆进行道路试验（如加速性能、制动性能、行等试验）时，测量车辆的行程、速度和时间等参数。

第五轮仪有两种类型，一种是机械式，另一种是电子式，其原理和结构大同小异，均由电子电路运算显示和机械两大部分组成。

（2）非接触式车速仪

第五轮仪在使用中有很大局限性，如因路面原因打滑，因而不适合高速测试。随着非接触式车速仪的应用，解决了这些问题。非接触式车速仪采用光电相关滤波技术原理，非接触式第五轮仪传感器是根据路面图象的移动使光电池

输出宽带随机信号，其主频与车速成正比关系，通过空间滤波器将与车速成正比的主频检出，送入二次仪表进行速度运算和距离计算。

2、试验前准备

（1）试验的路段和气象条件 （2）试验仪器和设备的准备 （3）试验车辆的准备 3、试验项目及规程 （1）滑行试验

滑行试验，是让汽车加速到某预定车速后，挂空挡，只靠汽车的动能继续行驶直至停车的试验过程。

（2）最高车速试验

最高车速是指汽车在无风情况下，在水平良好的沥青或水泥路面上所能达到的最大车速。

（3）加速性能试验

汽车加速性能对平均行驶速度有很大影响，汽车在平坦路面上的加速性与其动力因数成正比。

（4）爬坡性能试验

它是在有坡度的道路上，测定汽车的起步能力和爬坡能力，其中分陡坡试验和长坡试验。试验仪器有秒表、钢卷尺（50 m）、标杆、发动机转速表、坡度仪等。